[发明专利]一种生物电化学耦合铝自建电场水处理系统

摘要

本发明提供了一种生物电化学耦合铝自建电场水处理系统，属于新能源与废水处理技术领域。本耦合系统在生物电化学技术基础之上，创新式引入微电解/电絮凝工艺，在处理工艺内设滴滤和空塔接触氧化床工艺，多工艺技术耦合既解决了高负荷污水处理出水水质不高及波动大的问题，又实现了电絮凝替代化学絮凝剂药剂添加，能够显著降低运行费用；微电机和生物电化学系统产电稳点且电池电动势较高，强化导电阴极膜污染介质的排斥作用，显著提升膜生物反应器运行周期和使用寿命；本耦合系统全部采用廉价原料制备，运行中无化学药剂引入，可实现高负荷污水的低成本处理，处理后的出水水质高且实现达标排放或回用，适用范围广，应用潜力大。

主权项

一种生物电化学耦合铝自建电场水处理系统，其特征在于，生物电化学系统的阳极室内电极为铝片，铝片顶端与数据采集系统相连；阳极室内填充活性炭及石墨混合颗粒，填充比为80％～100％；阳极室底部设置U型进水，顶部密封，原水经阳极室顶端多孔溢流槽下泄滴滤出水，阳极室内水力停留时间4‑6h；阳极室滴滤出水经空塔接触氧化床同步实现气水交换和增氧过程；空塔接触氧化床填充天然多孔滤料，填充率大于90％；空塔接触氧化床单侧设置多孔板作为空气通道，实现天然多孔滤料由外至内氧气输送；多介质仓设置在生物电化学系统的阳极室和阴极室间，替代质子交换膜；多介质仓下部设置质子通道，质子通道口预留法兰口及密封垫，法兰口四周内螺纹丝扣紧固无纺布，防止多介质仓向两侧的阳极室和阴极室泄漏；生物电化学系统的阴极室一室双用，既作为耦合系统的生物阴极室，又作为内嵌工艺膜生物反应器的过滤室；阴极采用双功能导电过滤膜，既为耦合系统的阴极，同时作为膜生物反应器的过滤膜组件；所述的双功能导电过滤膜以碳纤维为基质，高分子材料为膜支撑层和过滤层，高分子材料中掺杂纳米还原单质铁，在制备过程中通过强氧化剂与单质铁的氧化还原反应在双功能导电过滤膜表面原位制备二氧化锰催化剂，提高系统阴极的氧还原速率；双功能导电过滤膜外联数据收集系统，阳极与阴极间外联电阻；阴极室底部预留曝气头，补充溶氧维持溶解氧浓度在5mg/L以上；双功能导电过滤膜外接泵负压出水，在线压力表监测跨膜压差；阴极室内接种驯化污泥，底部预留排泥口。